[发明专利]一种根据液压钻机运行参数实时确定钻孔深度的方法

说明书

本发明公开了一种根据液压钻机运行参数实时确定钻孔深度的方法，属于煤矿防治水、冲击地压防治以及瓦斯抽采技术等领域。通过压力变送器实时测量钻机的旋转压力；通过压力变送器实时测量钻机的给进压力；利用拉线位移传感器测试钻杆的钻进速率。然后针对每台钻机，确定旋转压力、给进压力和钻进速率的特征值，钻机运行过程中，根据上述参数与其特征值的关系确定钻机的工作状态(钻进、空转、送钻杆或撤钻杆)，当钻机处于钻进状态时，将钻进速率乘以钻进的时间即为该段时间内的钻进深度，最后将每个有效钻进时间段的钻进深度累加，即可获得实时的钻孔深度，解决现有方法存在的费时费力，且结果不可靠的问题。

技术领域

本发明涉及煤矿防治水、冲击地压防治以及瓦斯抽采技术领域，特别是一种根据液压钻机运行参数实时确定钻孔深度的方法。

背景技术

目前，煤炭仍然是我国经济的主要能源供给，持续稳定的煤炭供给将是我国经济建设稳步发展的基础。随着煤炭资源的开采，现有煤矿的开采深度逐年加大，地质条件也越来越复杂，突水、瓦斯突出和冲击地压等地质灾害时有发生，严重威胁煤矿的安全生产。当前，煤矿采取了很多措施来预防和控制上述地质灾害，其中布置钻孔是最常用的措施，譬如，为了预防突水，通常在巷道掘进迎头附近向前方打数个不同深度的钻孔用于探测地质情况；瓦斯治理方面，钻孔预抽瓦斯已成为强制措施；防治冲击地压方面，钻孔卸压被证明是有效的手段。煤矿井下各类钻孔的设计均有严格的设计规范，只有严格按照设计要求施工的钻孔才能有效发挥作用。钻孔深度是各类钻孔设计的一个关键参数，同时也是验收钻孔的主要依据。目前煤矿井下验收钻孔深度的主要手段是通过数钻杆数量的方式，该方法工作量大，而且结果会受人为因素的影响。另外，打钻过程中如果遇到地质异常，如断层、陷落柱等，施工人员需要手工记录异常区域的深度，如果钻孔深度记录不准确，将直接影响地质资料的质量，不利于煤矿的安全生产。

现有的中国专利号为：201120412707.5，公开了一种煤矿用全液压钻机钻孔深度行程综合检测系统，具体公开了以下技术方案，包括平台移动行程检测装置，包括安装在全液压钻机平台上的传感装置，所述传感装置用于实时检测出钻杆轴向驱动油缸往复运动的行程；压力检测装置，包括压力传感器，所述压力传感器安装在双向液压驱动马达液体进出口处，用于实时检测进出口处的压力；以及主机控制单元，所述主机控制单元通过实时回馈的平台行程S、差分压力P的数值，实现钻机各过程的智能判决；其中，

a.当|P|<＝Pkf，S无增减，钻机为空转状态；

b.当|P|<＝Pkf，△S>0，平台无负载前移状态；

c.当|P|<＝Pkf，△S<0，平台无负载后移状态；

d.当P>Pkf，△S>0，进杆状态；

e.当P>Pkf，△S<0，退杆状态；

f.当P<-Pkf，S无增减，取杆状态；

所述Pkf为空转压力门限，为钻杆旋转液压驱动马达在不带负载进行正反运转所需的差 分驱动压力的最大值。

其总体情况如下表所示：

表1